Το φωτοβολταϊκό σύστημα λειτουργεί με τη χρήση φωτοβολταϊκών κυψελών, οι οποίες μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες αποτελούνται συνήθως από ηλιακά κύτταρα κατασκευασμένα από ημιαγωγικά υλικά, όπως πυρίτιο (silicon).
Το φως του ηλίου πέφτει πάνω στη φωτοβολταϊκή κυψέλη, και οι φωτονίδες (φωτονική ενέργεια) αντιδρούν με τα ημιαγωγικά υλικά στην επιφάνεια της κυψέλης. Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλεί την απελευθέρωση ηλεκτρονίων από τα ημιαγωγικά υλικά, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα συνήθως συνδέονται σε σειρά και παράλληλα για να δημιουργήσουν φωτοβολταϊκούς πίνακες ή φωτοβολταϊκά πάνελ. Οι πίνακες αυτοί συνδέονται με έναν αντιστροφέα (inverter), ο οποίος μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ σε μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τροφοδότηση ηλεκτρικών συσκευών ή για παροχή ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.
